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すべての回転スクリューや往復コンプレッサーは潤滑油を空気流に導入し、その油の一部は標準的なエアロゾル液滴や蒸気として放出されます。 圧縮空気フィルター だけでは完全に捉えることはできません。食品包装ライン、医薬品の計量、電子部品の組み立て、および塗料のスプレーでは、微量の油のキャリーオーバーさえも、バッチの不良品、ノズルの詰まり、製品表面の汚染につながります。
問題の規模は過小評価されがちです。一般的な 37 kW オイルインジェクションロータリースクリューコンプレッサーでは、ろ過段階が適用される前に、出口フランジで圧縮空気 1 立方メートルあたり 3 ～ 5 mg のオイルが残留する可能性があります。未処理のまま放置すると、その油負荷は配管内のスラッジ、バルブシートのワニス、完成部品の残留物として下流に蓄積します。
濾過前のコンプレッサー排出時の典型的な生油キャリーオーバー
ISO 8573-1 フルステージろ過後のクラス 1 残留油制限
クラス 1 空気に到達するために通常必要な最小限のろ過段階
低残留油目標の達成が単一のコンポーネントの仕事であることはほとんどありません。これは、バルク液体、次にエアロゾル液滴、次に油蒸気を順に除去する濾過チェーンの結果であり、各段階は異なる粒子サイズ範囲に合わせて設計されています。
オイル蒸気の除去がどこに適しているかを理解するには、コンプレッサーの吐出から使用時点までの完全な経路を確認する必要があります。ステージをスキップしたり、ステージのサイズを小さくしたりすると、汚染負荷が次のコンポーネントに移り、その耐用年数が短くなります。
最初の 2 つの段階では、大量の液体、錆、パイプスケールが除去されるため、それらが凝集媒体に到達することはありません。次に、合体フィルターとミストエリミネーターは、サブミクロンの石油エアロゾルをより大きな液滴に統合し、排出して排出し、機械的な合体では捕捉できない気相汚染物質である油蒸気だけを残します。その蒸気が活性炭吸着段階のターゲットになります。
凝集フィルターとミストエリミネーターという用語は、多くの場合同じ意味で使用されますが、同じメカニズムの異なる点を表しています。凝集フィルターは通常、約 1 ミクロンまでのエアロゾル除去と 0.5mg/m3 近くの残留油含有量について評価されています。高効率コアレッサーとも呼ばれるミストエリミネーターは、約 0.01 ミクロンまでのサブミクロンの液滴をターゲットにし、残留油を ISO 8573-1 クラス 1 に準拠する 0.01mg/m3 に押し上げます。
| ステージ | ターゲット粒子サイズ | 除去機構 | 典型的な残留油 |
|---|---|---|---|
| プレフィルター | 5ミクロン以上 | バルクの分離と排水 | 3～5mg/m3 |
| 合体フィルター | 1～5ミクロン | ファイバーベッドエアロゾル合体 | 0.5 mg/m3 |
| ミストエリミネーター | 0.01～1ミクロン | サブミクロンの繊維合体 | 0.01mg/m3 |
| 活性炭タワー | 気相 | 物理吸着 | 0.003mg/m3以下 |
残留オイルの数値は各段階で一桁ずつ低下することに注意してください。ミストエリミネーターをスキップして合体フィルターからカーボンタワーに直接ジャンプすると、吸収するように設計されていない液体エアロゾルでカーボンベッドが日常的に過負荷になるのはこのためです。
蒸気分子は液滴ではなく、繊維媒体上に融合しないため、機械式凝集フィルターは、どんなに微細であっても、蒸気相の油を除去することはできません。これはある人の具体的な仕事です 高性能油除去装置 活性炭ベッドの周りに構築されています。油を含んだ空気が炭素粒子を通過すると、蒸気分子がファンデルワールス引力によって多孔質炭素表面に吸着し、空気流から本質的に油が除去されます。
カーボンベッドの性能は耐用年数にわたって一定ではありません。内部の細孔構造が油で満たされると吸着能力は低下しますが、その低下率は入口の油負荷、動作温度、および相対湿度によって異なります。すでに 0.01 mg/m3 の残留油を含む適切に融合された空気を受け取った層は、生のエアロゾルを除去するよう依頼された層よりも大幅に長く持続します。
コンプレッサーからの生の排出ではなく、すでにミストエリミネーターを通過した空気をカーボンタワーに供給することは、吸着床の寿命を延ばし、交換間隔を遅らせる最も簡単な方法の 1 つです。
フィルターハウジングの材質は後付けで考えられることが多いですが、耐食性、洗浄性、衛生環境への適合性はそれによって決まります。内部コーティングを施した炭素鋼ハウジングは、一般的な工業用エアの標準的な選択肢ですが、 ステンレス鋼圧縮空気フィルター 凝縮液の化学的性質が強い場合、周囲湿度が高い場合、または用途が食品、飲料、または医薬品の衛生規則に該当する場合には、この処理が必要になります。
ステンレス鋼ハウジングは、その不動態酸化層が凝縮酸に耐性があり、穴あきを起こさずに拭き取れるため、耐食性と衛生的コンプライアンスの点で最高のスコアを獲得しています。トレードオフとなるのは初期費用です。そのため、この材料は通常、デフォルトでプラント全体に適用されるのではなく、厳格な洗浄検証要件を持つ用途向けに指定されます。
ISO 8573-1 は粒子、水、および油の含有量に関する空気純度クラスを定義しており、クラス 1 では総油分が 0.01 mg/m3 以下であることが求められます。フィルタ技術を、そのクラスに到達するために最も重要な基準と比較すると、階層化されたアプローチが単一段階よりも優れている理由が明確になります。
このパターンはどの作業タイプでも一貫しています。合体フィルターとミストエリミネーターはエアロゾルと微粒子の除去を支配しますが、気相汚染にはほとんど寄与しません。一方、カーボンタワーは蒸気除去を支配しますが、耐用年数の保護は完全に上流段階に依存します。すべての軸をカバーする単一のテクノロジーは存在しません。これが、単一の特大コンポーネントではなく段階的濾過の実際的な議論です。
チェーン内のいずれかの段のサイズを小さくすると、媒体を通過する空気の速度が上昇し、差圧が増加して捕捉されたオイルが空気流に押し戻されます。これは再同伴として知られる現象です。正しいサイジングは、コンプレッサーの銘板の定格だけではなく、動作圧力と温度での実際の流量に基づいています。
| パラメータ | 推奨される実践方法 | 無視した場合の結果 |
|---|---|---|
| 流量のサイジング | 実際の現場の流れ、圧力、温度に合わせたサイズ | 圧力損失の上昇と油の再飛来 |
| 差圧 | 0.5 ～ 0.7 bar の降下で合体エレメントを交換します。 | 供給される立方メートルあたりのエネルギーコストの上昇 |
| カーボン Bed Life | 臭気だけでなく、入口の負荷を監視し、スケジュールに従って交換します | 目に見える警告なしの蒸気の侵入 |
| 凝縮水の排水 | すべてのステージで自動ゼロロスドレインを使用する | 下流メディアを圧倒する液体キャリーオーバー |
メンテナンスでよくある間違いは、カーボンタワーの飽和度を匂いだけで判断することです。クラス 1 準拠に重要な濃度では、油蒸気の漏洩は無臭であることがよくあります。つまり、運転時間と入口負荷に基づいて計画的に交換する方が、官能検査よりも信頼性が高いことを意味します。
オイルエアロゾルとは、空気流中に浮遊する微細な液滴を指し、機械式凝集フィルターやミストエリミネーターで捕捉できます。油蒸気は気相の油であり、機械的に濾過できないため、活性炭などの吸着媒体が必要です。
一般的にはそうではありません。クラス 1 では、サブミクロン レベルまでのエアロゾル除去と蒸気相吸着の両方が必要です。これは通常、凝集フィルター、ミストエリミネーター、活性炭塔が順番に動作することを意味します。
交換間隔は入口オイルの負荷、温度、湿度によって異なりますが、蒸気の侵入は無臭であることが多いため、検出可能な臭気を待つよりも、運転時間と監視されている入口条件に基づいてスケジュールを設定する方が信頼性が高くなります。
ステンレス鋼は一般に、凝縮水が腐食性である場合、周囲湿度が継続的に高い場合、または用途が食品、飲料、および医薬品の加工で一般的な衛生または洗浄の検証要件に該当する場合に正当化されます。
再同伴は、フィルターエレメントを通過する空気速度が媒体に対して高すぎる場合に発生します。これは通常、コンポーネントが実際の流動条件に対して小さすぎるために発生し、以前に捕捉されたオイルが空気流に戻されるためです。
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